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旱作农田合理耕层创建技术与配套设备研究示范

文献类型： 获奖成果

作者：

获奖名称： 科技进步奖

获奖等级： 三等奖

第一完成单位： 吉林省农业科学院

获奖时间： 2017

摘要： 　　1.课题来源与背景 　　（1）课题来源： “旱作农田合理耕层创建技术配套设备研究示范”为吉林省科技发展计划重点项目，合同编号为20130206014NY，项目执行起止年限为2013年1月至2015年12月。 　　（2）立项背景：粮食安全是国家安全的重要组成部分，也是关乎国计民生和社会政治稳定的首要问题（胡岳岷和刘元胜，2013）。《国家粮食安全中长期规划纲要（2008-2020）》指出“我国粮食安全的基础相对比较脆弱，随着工业化、城镇化的发展以及人口增长和人民生活水平提高，粮食消费需求呈刚性增长趋势”。然而，当前我国农业生产面临的耕地减少、水资源短缺以及气候变化等问题日益严峻，保证粮食的稳产、实现粮食的不断增产将是一项长期的战略性任务。国家“十三五”规划的提出“藏粮于地、藏粮于技”的农业发展战略，即在耕地面积稳定的情况下，必须靠不断创新的粮食增产技术，通过提高单产的内涵式发展，来满足我国人民日益增长的粮食需求，保证粮食产量持续稳定增长。因此，进一步构建合理耕构造，大面积提升耕地生产能力，提高粮食的生产效率，成为当前农业创新科研的重中之重。本项目致力于旱作农田合理耕层构建技术研究，构建合理耕结构，打破坚硬的犁底层，创造疏松深厚的耕作层，降低土壤容重，提高保水能力，促进作物根系生长，提高粮食产量，显著增加经济效益。同时，加深耕层恢复地力，蓄水保墒防止径流及改善土壤生态环境。通过本项目的开展，建立一种合理的耕作技术体系，有效协调土壤主要生态因子的合理耕层结构，对于促进作物持续高产高效及农业可持续发展具有重要意义。 　　2.技术原理及性能指标 　　（1）技术指标：提出合理耕层创建技术模式1套；选型研制出配套播种机、深松机；提出不同种植方式及不同耕法土壤耕层构造的量化指标；提出旱作农田黑土区合理耕层指标评价体系；提出立茬覆盖下的土壤环境变化指标体系；提供技术研究报告；在核心期刊发表研究论文1－3篇；申报国家实用新型专利1-2项。 　　（2）经济指标：建立新技术核心区1000亩，示范区10000亩，辐射区10万亩；新技术核心区玉米产量较常规生产田增产5%-10%。 　　3.技术的创造性与先进性 　　（1）技术难点：解决东北地区大量有机物料还田困难的问题，增加了土壤有机物料，提升了耕层土壤有机质含量，实现免耕播种；通过行间条带深松，解决传统灭茬打垄耕法所存在的耕层浅，犁底层厚的状态，建立纵向虚实并存的耕层构造模式，改善土壤结构，增强对土壤水、肥、气、热的调节能力，提高自然降水利用效率。 　　（2）创新点：①技术创新：通过收获后田间留高茬（40cm左右）自然腐烂还田，解决东北地区大量有机物料还田困难的问题，增加了土壤有机物料，提升了耕层土壤有机质含量； ②机具创新：研制了玉米留茬行间播种机，该机具可实现在留高茬40-50cm条件下的播种作业，具有入土深、动土少，不翻转土壤，既可多蓄水，又避免了水土流失。 　　4.技术的成熟程度、使用范围和安全性 　　项目实施过程中，根据课题总体目标的要求和研究内容制定研究路线，围绕农业生产问题开展研究，结合吉林省情形成了适合我省应用推广的合理耕层构建耕作技术，重点解决了耕层构建技术应用过程中机具配套和保苗问题，通过条带深松，打破了犁底层，建立了土壤水库，大幅度提高了自然降水利用效率，改善了土壤水分状况，降低干旱造成的损失；通过立茬覆盖，实现了有机秸秆安全还田，对于培肥地力，合理利用土地资源，改善土壤理化性状和土壤生态环境，减少土壤风蚀和水蚀具有显著效果；新技术体系集环境保护、增产节本于一体，技术的广泛应用，对于提高农民收入水平，促进农业可持续发展具有重要意义，技术应用前景广阔。 　　5.应用情况及存在问题 　　（1）应用情况：本项目通过3年的实施，建立了留高茬行间播种模式，其生育期间土壤含水量提高1.0-2.5个百分点、土壤风蚀量降低13.1%、水蚀量降低17.9%、自然降水利用效率提高11.48%、保苗率提高13.4%；选型、研制出与该种植模式相配套的2BJ多功能精量播种机和3Z-2行间窄幅深松机。建立核心技术示范区0.5万亩、示范区4万亩、辐射区53万亩，核心示范区平均增产11.2%、生产成本降低23元/亩，新增纯收入0.91亿元。 　　（2）存在问题：①机具问题：留高茬行间直播种植技术模式需要大型动力机具作业，特别是伏季深松作业，由于生产上大型动力缺乏或不足成为该项技术推广的制约因素之一。 　　②认识问题：留高茬行间直播种植技术模式主要区别不仅是节本增效的经济效益，更主要的是具大潜力的生态效和社会效益。但生产上农民多数只关注经济效益，缺乏对生态效益和社会效益的认识，成为该项技术推广另一个制约因素。 　　③区域问题：留高茬行间直播种植技术模式适合于地势平坦或坡度较小土地连片的雨养农区推广应用，丘陵山地不宜采用该项技术。因此，区域的限制也是影响该项技术推广的一重要因素。 　　6.历年获奖情况 　　制定地方标准1个，申报发明专利1件。 　　

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